【技术实现步骤摘要】
本申请涉及功率放大器的，尤其是涉及一种基于doherty结构的功率放大电路。
技术介绍
1、5g技术已经逐步融入人们的日常生活之中，但是5g无线通信技术带来的是更加复杂的调制模式，更高的峰均比，因此新一代通信标准对射频功放电路的线性度以及效率提出了更加苛刻的要求。
2、高的峰均比要求射频功率放大器在回退点工作，远离功率放大器1db压缩点。目前，doherty结构的提出就是为了解决在满足线性度的条件下，提高功率放大器在回退点的效率。
3、参照图1，传统doherty电路结构由两路功放构成，分别为主路的主功率放大器和辅路的峰值功率放大器。输入常采用功分器将信号等分给主功率放大器和辅路的峰值功率放大器，在主路的输出匹配后采用四分之一波长传输线来实现负载阻抗调制，并实现主路和辅路信号的合成。
4、由于四分之一波长传输线的原因，使得主功率放大器和辅路的峰值功率放大器的相位差为90度，因此传统doherty功放在峰值功放前增加一段四分之一波长传输线，以达到主功率放大器和辅路的峰值功率放大器相位平衡，由于采用四分之一波长的传输线和功分器进行功放的阻抗匹配和doherty结构负载的调制，在sub-6ghz频段下，传输线的面积较大，不利于产品的小型化，集成度较低，因此需要改进。
技术实现思路
1、为了提升doherty结构的射频功放电路的集成度，本申请提供了一种基于doherty结构的功率放大电路。
2、本申请的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实
3、一种基于doherty结构的功率放大电路，包括主功率放大器、峰值功率放大器、信号输入模块、输入匹配模块以及输出模块；
4、所述信号输入模块的输入端接入电信号，所述信号输入模块的输入端阻抗为2zin，所述输入匹配模块的输入端耦接于信号输入模块的输出端，所述主功率放大器和峰值功率放大器同向并联设置，所述输入匹配模块的输出端同时耦接于主功率放大器的输入端和峰值功率放大器的输入端，所述主功率放大器和峰值功率放大器的输出端均耦接于输出模块的输入端，所述输出模块的输出端耦接于负载，负载的阻抗为rl；
5、所述信号输入模块包括耦接于主功率放大器的第一lc互补子模块以及耦接于峰值功率放大器的第二lc互补子模块，所述第一lc互补子模块和第二lc互补子模块的输入端的阻抗均为2zin，所述第一lc互补子模块和第二lc互补子模块的输出端的阻抗均匹配为zin，第一lc互补子模块与第二lc互补子模块输出的电信号相位差为90°，输出模块的特征阻抗设置为2rl，当峰值功率放大器不工作时，所述主功率放大器输出端的阻抗为最优阻抗2zopt，当峰值功率放大器工作时，所述主功率放大器和峰值功率放大器的输出端的阻抗均为最优阻抗zopt。
6、通过采用上述技术方案，基于传统的doherty功放结构，通过第一lc互补子模块和第二lc互补子模块分别设置在主功率放大器和峰值功率放大器前，将阻抗从2zin匹配为zin并γ为主功率放大器和峰值功率放大器提供相位差为90°的电信号，从而代替了传统doherty功放结构在峰值功率放大器前增加一段四分之一波长传输线的设置；在功放输出方面，输出模块特征阻抗设置为2rl，采用输出模块代替了传统doherty功放结构中主路的输出匹配后采用四分之一波长传输线来实现负载阻抗调制的设置，提高功放结构的集成度，在sub-6ghz频段下，功分器与补偿网络相融合，传输线的节省，有利于运用在小型化的功放产品，芯片的集成度高，同时，移相器与阻抗匹配相融合还能够降低电路插损，提高功率放大器的增益。
7、可选的，输出模块包括输出匹配子模块和移相网络子模块；输出匹配子模块的输入端同时耦接于主功率放大器和峰值功率放大器的输出端，所述输出匹配子模块的输出端耦接于移相网络子模块的输入端，所述输出匹配子模块的输出端和所述移相网络子模块的输出端也均耦接于负载，负载的阻抗为rl，移相网络子模块的特征阻抗设置为2rl。
8、通过采用上述技术方案，移相网络子模块在功放输出方面代替了传统doherty功放结构中主路的输出匹配后采用四分之一波长，由于移相网络子模块的负载阻抗为rl，实现在峰值功率放大器不工作或工作的两种情况下，功放输出的负载阻抗调均能调至最优，在实现负载阻抗最优调节的基础上，实现功放输出匹配集成度的提高。
9、可选的，所述第一lc互补子模块包括电感l1和电容c2，所述第二lc互补子模块包括电容c1和电感l2，所述电容c2的一端与输入匹配模块串联后耦接于主功率放大器的输入端，所述电容c2的另一端与电感l1串联后接地，所述电感l2的一端与输入匹配模块串联后耦接于峰值功率放大器，所述电感l2的另一端与电容c1串联后接地；
10、所述电容c2耦接于输入匹配模块的一端、所述电感l2耦接于输入匹配模块的一端的阻抗均为zin，所述电容c2耦接于输入匹配模块的一端与电感l2耦接于输入匹配模块的一端输出电信号相位差为90°。
11、通过采用上述技术方案，第一lc互补子模块的仅采用一个电感l1和一个电容c2，第二lc互补子模块仅采用一个电容c1和一个电感l2，输入至电感l1远离接地的一端以及电容c1远离接地的一端的阻抗均为2zin，经过电容c2和电感l2后，电容c2靠近输入匹配模块的一端和电感l2靠近输入匹配模块的一端的阻抗均为zin且电信号相位差为90°，实现为功放提供90°相位差的电信号，且结构简单占用面积相对传输线小。
12、可选的，所述负载还包括负载反射系数γ的计算公式，所述公式为：
13、
14、其中，其中γ1为主功率放大器和峰值功率放大器的功放反射系数，当电容c2耦接于输入匹配模块的一端输出电信号相位采用+45°、电感l2耦接于输入匹配模块的一端输出电信号相位采用-45°来补偿90°的相位差时，所述负载反射系数γ得到最小值。
15、通过采用上述技术方案，在外界干扰条件和环境不同的情况下，设置负载反射系数γ的计算公式，能够根据功率放大器的功放反射系数，来调节第一lc互补子模块和第二lc互补子模块输入的电信号相位角度差，在90°相位差不变的情况下，提供包括+30°与-60°、+20°和-70°等等多种组合来实现90°的相位补偿，而当电信号输入的相位采用+45°和-45°来补偿90°的相位差时，负载反射系数γ得到最小值，此时功放拥有更好的抗干扰能力和稳定性。
16、可选的，所述输出匹配子模块包括第一带通滤波器和第二带通滤波器，所述移相网络子模块包括由π型网络组成的90°移相网络子模块；
17、所述第一带通滤波器包括电感l31、电感l41、电容c31以及电容c41，所述电感l31耦接于主功率放大器的输出端，所述电感l31的另一端与电容c31串联后接地，电容c31远离接地的一端耦接于电容c41，电容c41远离电容c31的一端与电感l41串联后接地，所述电感l41远离接地的一端耦接于90°移相网络子模块的输入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于Doherty结构的功率放大电路，其特征在于：包括主功率放大器(1)、峰值功率放大器(2)、信号输入模块、输入匹配模块(5)以及输出模块(6)；
2.根据权利要求1所述的一种基于Doherty结构的功率放大电路，其特征在于：输出模块(6)包括输出匹配子模块(61)和移相网络子模块(62)；
3.根据权利要求1所述的一种基于Doherty结构的功率放大电路，其特征在于：所述第一LC互补子模块(3)包括电感L1和电容C2，所述第二LC互补子模块(4)包括电容C1和电感L2，所述电容C2的一端与输入匹配模块(5)串联后耦接于主功率放大器(1)的输入端，所述电容C2的另一端与电感L1串联后接地，所述电感L2的一端与输入匹配模块(5)串联后耦接于峰值功率放大器(2)，所述电感L2的另一端与电容C1串联后接地；
4.根据权利要求2所述的一种基于Doherty结构的功率放大电路，其特征在于：所述负载还包括负载反射系数Γ的计算公式，所述公式为：
5.根据权利要求2所述的一种基于Doherty结构的功率放大电路，其特征在于：所述输出匹配子
6.根据权利要求1所述的一种基于Doherty结构的功率放大电路，其特征在于：所述第一LC互补子模块(3)包括电容C2，所述第二LC互补子模块(4)包括第二电感L2，所述电容C2的一端接入电信号，所述电容C2的另一端耦接于输入匹配模块(5)，所述电感L2的一端接入电信号，所述电容C2的另一端耦接于输入匹配模块(5)，所述电容C2耦接于输入匹配模块(5)的一端与电感L2耦接于输入匹配模块(5)的一端输出电信号相位差为90°；
7.根据权利要求5所述的一种基于Doherty结构的功率放大电路，其特征在于：当所述第一LC互补子模块(3)包括电容C2，所述第二LC互补子模块(4)包括第二电感L2，所述输出匹配子模块(61)包括电感L31、电容C31、电感L41、电感L32以及电容C32，所述电感L31的一端耦接于主功率放大器(1)的输出端，所述电感L31的另一端与电容C31串联后接地，所述电容C31远离接地的一端耦接于电感L41，所述电感L41远离电容C31的一端耦接于阻抗为RL的负载，所述电感L32的一端耦接于峰值功率放大器(2)的输出端，所述电感L32的另一端与电容C32串联后接地，且所述电容C32远离接地的一端耦接于阻抗为RL的负载。
8.根据权利要求5所述的一种基于Doherty结构的功率放大电路，其特征在于：所述第一LC互补子模块(3)包括电感L2，所述第二LC互补子模块(4)包括电容C2，所述输出匹配子模块(61)包括电感L31、电感L32、电容C31、电容C32以及电容C41，所述电感L31的一端耦接于主功率放大器(1)的输出端，所述电感L31的另一端与电容C31串联后接地，所述电容C31远离接地的一端耦接于电容C41，所述电容C41远离电容C31的一端耦接于阻抗为RL的负载，所述电感L32的一端耦接于峰值功率放大器(2)的输出端，所述电感L32的另一端与电容C32串联后接地，所述电感L32远离峰值功率放大器(2)的一端还耦接于电容C41远离电容C31的一端。
9.根据权利要求7所述的一种基于Doherty结构的功率放大电路，其特征在于：当第一LC互补子模块(3)包括电感L2，所述第二LC互补子模块(4)包括电容C2，所述输出匹配子模块(61)包括电感L31、电感L32、电感L42，电容C31以及电容C32，所述电感L31的一端耦接于主功率放大器(1)的输出端，所述电感L31的另一端与电容C31串联后接地，所述电容C31远离接地的一端耦接于阻抗为RL的负载，所述电感L32的一端耦接于峰值功率放大器(2)的输出端，所述电感L32的另一端与电容C32串联后接地，所述电容C32远离接地的一端耦接于电感L42，所述电感L42远离电容C32的一端还耦接于阻抗为RL的负载。
...【技术特征摘要】
1.一种基于doherty结构的功率放大电路，其特征在于：包括主功率放大器(1)、峰值功率放大器(2)、信号输入模块、输入匹配模块(5)以及输出模块(6)；
2.根据权利要求1所述的一种基于doherty结构的功率放大电路，其特征在于：输出模块(6)包括输出匹配子模块(61)和移相网络子模块(62)；
3.根据权利要求1所述的一种基于doherty结构的功率放大电路，其特征在于：所述第一lc互补子模块(3)包括电感l1和电容c2，所述第二lc互补子模块(4)包括电容c1和电感l2，所述电容c2的一端与输入匹配模块(5)串联后耦接于主功率放大器(1)的输入端，所述电容c2的另一端与电感l1串联后接地，所述电感l2的一端与输入匹配模块(5)串联后耦接于峰值功率放大器(2)，所述电感l2的另一端与电容c1串联后接地；
4.根据权利要求2所述的一种基于doherty结构的功率放大电路，其特征在于：所述负载还包括负载反射系数γ的计算公式，所述公式为：
5.根据权利要求2所述的一种基于doherty结构的功率放大电路，其特征在于：所述输出匹配子模块(61)包括第一带通滤波器和第二带通滤波器，所述移相网络子模块(62)包括由π型网络组成的90°移相网络子模块(62)；
6.根据权利要求1所述的一种基于doherty结构的功率放大电路，其特征在于：所述第一lc互补子模块(3)包括电容c2，所述第二lc互补子模块(4)包括第二电感l2，所述电容c2的一端接入电信号，所述电容c2的另一端耦接于输入匹配模块(5)，所述电感l2的一端接入电信号，所述电容c2的另一端耦接于输入匹配模块(5)，所述电容c2耦接于输入匹配模块(5)的一端与电感l2耦接于输入匹配模块(5)的一端输出电信号相位差为90°；
7.根据权利要求5所述的一种基于doherty结构的功率放大电路，其特征在于：当所述第一lc互补子模块(3)包括电容c2，所述第二lc互补子模块(4)包括第二电感l2...
【专利技术属性】
技术研发人员：关宇涵，陈思弟，汤委龙，李嘉进，陈哲，
申请(专利权)人：佛山臻智微芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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